KR20200005045A - Flame retardant basalt fiber reinforced composite and manufacturing method - Google Patents

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KR20200005045A
KR20200005045A KR1020180078219A KR20180078219A KR20200005045A KR 20200005045 A KR20200005045 A KR 20200005045A KR 1020180078219 A KR1020180078219 A KR 1020180078219A KR 20180078219 A KR20180078219 A KR 20180078219A KR 20200005045 A KR20200005045 A KR 20200005045A
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Abstract

The present invention relates to a fire-resistant basalt fiber reinforced composite, and to a manufacturing method of the fire-resistant basalt fiber reinforced composite, which comprises the steps of: preparing an epoxy resin; lowering the viscosity of the epoxy resin and adding a flame retardant additive to the epoxy resin having the lowered viscosity; manufacturing a resin mixture by adding a curing agent to the epoxy resin to which the flame retardant additive is added; preparing a basalt fabric; impregnating the resin mixture into the basalt fabric; and heat-compressing the basalt fabric impregnated with the resin mixture to manufacture the fire-resistant basalt fiber reinforced composite.

Description

내화 현무암 섬유 강화 복합재 및 그의 제조 방법{Flame retardant basalt fiber reinforced composite and manufacturing method}Refractory basalt fiber reinforced composite and manufacturing method thereof {Flame retardant basalt fiber reinforced composite and manufacturing method}

본 발명은 내화 현무암 섬유 강화 복합재 및 그의 제조 방법에 관련된 것으로, 상세하게는, 현무암 직물에 함침된 에폭시 수지, 및 상기 에폭시 수지 내에, 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석의 첨가제를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재 및 그의 제조 방법에 관련된 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fireproof basalt fiber reinforced composite and a method for producing the same, in particular, a fireproof basalt comprising an epoxy resin impregnated in a basalt fabric, and an additive of ileite, basalt, coal ash, and talc in the epoxy resin. The present invention relates to a fiber reinforced composite and a method for producing the same.

현재 지속적인 산업 발전에 따른 지구 온난화 문제와 같은 환경 문제가 심각해지면서 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 기후 변화 협약을 통해, 전 세계적으로 이산화탄소 배출량 감축 목표를 설정하는 등 관련 환경 오염 규제를 설정하고 있다. 따라서, 건물, 설비, 부품 소재, 조선 해양, 및 항공기 등 경량화 및 내구성을 필요로 하는 다양한 분야에 이용되는 금속 물질을, 대체 가능한 고분자 물질로 이용하고 있으며, 그 이용이 점차적으로 증가하고 있다. As environmental issues, such as global warming due to continuous industrial development, are becoming more serious, the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) climate change agreement has set relevant environmental pollution regulations, including setting carbon dioxide reduction targets worldwide. Therefore, metal materials used in various fields requiring light weight and durability, such as buildings, facilities, component materials, shipbuilding, marine, and aircraft, are used as replaceable polymer materials, and their use is gradually increasing.

하지만, 고분자 물질은 탄소, 수소, 및 산소를 기반으로 구성되는 유기 물질이므로, 상기 고분자 물질에 열이 가해져, 상기 고분자 물질의 열분해가 일어나는 경우, 기체 상태의 가연성 증기가 발생되며, 상기 가연성 증기가 공기 중의 산소와 반응할 수 있다. 상기 가연성 증기가 산소와 반응하는 동안, 열이 발생되는데, 상기 고분자 물질로 상기 열이 다시 전달되면서, 상기 고분자 물질이 연소될 수 있다. 이러한 이유로, 상기 고분자 물질은 연소 속도가 빠르며, 상기 고분자 물질이 연소되는 동안, 상기 유기 물질에 의해 유독 가스가 다량으로 발생될 수 있다. 이에 따라, 인적 및 물적 손실이 발생되는 문제가 발생하며, 이러한 문제를 해결하기 위해, 내화 및 난연 특성이 향상된 고분자 물질의 개발이 필요한 실정이다.However, since the polymer material is an organic material based on carbon, hydrogen, and oxygen, when heat is applied to the polymer material and thermal decomposition of the polymer material occurs, a gaseous flammable vapor is generated, and the flammable vapor is Can react with oxygen in the air. While the combustible vapor is reacted with oxygen, heat is generated, and as the heat is transferred back to the polymer material, the polymer material may be burned. For this reason, the polymer material has a high combustion speed, and a large amount of toxic gas may be generated by the organic material while the polymer material is burned. Accordingly, a problem of human and physical loss occurs, and in order to solve such a problem, it is necessary to develop a polymer material having improved fire and flame retardant properties.

예를 들어, 대한민국 공개특허공보 KR100443110B1(발명자: 키우치유키히로, 이지마사토시, 테라지마카츠시, 카타야마이사오, 마츠이야스오, 오오타켄)에는, 에폭시 수지(A), 페놀계 수지(B), 무기질 충전제(C) 및 경화 촉진제(D)를 함유하는 에폭시 수지 조성물로써, 난연제 또는 난연 조제를 전혀 포함하지 않고, 또한 상기 조성물을 경화시켜 이루어진 경화물 중의 무기질 충전제(C)의 함유량을 W (중량%), 이 경화물의 240 ± 20 ℃에서의 굽힘 탄성율을 E(kgf/㎟)로 한 경우에서, 상기 굽힘 탄성률(E) 이 30 ≤ W< 60 일 때에 0.015 W + 4.1 ≤ E ≤ 0.27 W + 21.8이 되는 수치, 60 ≤ W ≤ 95일 때에 0.30 W - 13 ≤ E ≤ 3.7 W - 184가 되는 수치를 나타내고, 상기 경화물이 열분해 시 및 착화 시에 발포층을 형성하여 난연성을 나타내는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물을 개시하고 있다. For example, Korean Patent Application Publication No. KR100443110B1 (Inventors: Kiuchi Yukiro, Ijimasatoshi, Teraji Makatsushi, Katayama Isao, Matsuya Suo, Otaken) includes an epoxy resin (A), a phenolic resin (B), and an inorganic filler ( An epoxy resin composition containing C) and a curing accelerator (D), wherein the content of the inorganic filler (C) in the cured product which contains no flame retardant or flame retardant aid and cures the composition is W (% by weight), When the bending modulus at 240 ± 20 ° C. of the cured product is set to E (kgf / mm 2), the bending modulus (E) becomes 0.015 W + 4.1 ≦ E ≦ 0.27 W + 21.8 when 30 ≦ W <60. Epoxy resin, characterized in that the numerical value, which is 0.30 W-13 ≤ E ≤ 3.7 W-184 when 60 ≤ W ≤ 95, wherein the cured product forms a foam layer during pyrolysis and ignition and exhibits flame retardancy. To initiate the composition The.

폐놀계 수지는, 열경화성 고분자 중에서도 내화 및 난연 특성이 뛰어난 수지 물질로 알려져 있다. 하지만, 폐놀계 수지에 인체가 노출되는 경우, 인체 내 단백질과 폐놀계 수지가 반응하여, 피부 및 호흡기 질환 등 다양한 인체 질환을 야기할 수 있다. 이에 따라, 폐놀계 수지는 유독성이 높은 물질로 취급되어, 현재 사용이 금지된 상태이다.Lungol-based resins are known as resin materials having excellent fire resistance and flame retardant properties among thermosetting polymers. However, when the human body is exposed to the pulmonary resin, the protein in the human body and the pulmonary resin may react, causing various human diseases such as skin and respiratory diseases. Accordingly, the waste phenol resin is treated as a highly toxic substance and is currently prohibited from use.

이에 따라, 고분자 물질 자체의 내화 및 난연성을 개선하면서도, 인체에 무해한 친환경적인 난연성 첨가제 및 이를 이용한 난연성 복합재의 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, while improving the fire resistance and flame retardancy of the polymer material itself, it is necessary to develop an environment-friendly flame retardant additive harmless to the human body and a flame retardant composite material using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 내화 및 난연 특성이 향상된 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제공하는 데 있다.One technical problem to be solved by the present invention is to provide a refractory basalt fiber reinforced composite material with improved fire and flame retardant properties.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 인체에 무해하면서도 친환경적인 난연성 첨가제를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a fire-resistant basalt fiber-reinforced composite comprising a flame-retardant additive that is harmless to humans and environmentally friendly.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 에폭시 수지의 점도를 낮추는 방법을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing a refractory basalt fiber reinforced composite material comprising a method of lowering the viscosity of an epoxy resin.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석을 포함하는 난연성 첨가제를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing a refractory basalt fiber reinforced composite material comprising a flame retardant additive including ileum, basalt, coal ash, and talc.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 에폭시 수지의 에폭사이드 링과 경화제의 아민기가 반응하여 경화되는 것을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing a refractory basalt fiber-reinforced composite material comprising curing by reacting an epoxide ring of an epoxy resin with an amine group of a curing agent.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 수지 혼합물을 현무암 직물에 함침시키는 방법을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing a refractory basalt fiber reinforced composite comprising a method of impregnating a resin mixture into a basalt fabric.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a method for producing a refractory basalt fiber reinforced composite.

일 실시 예에 따르면, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법은, 에폭시 수지를 준비하는 단계, 상기 에폭시 수지를 가열하여 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 난연성 첨가제를 첨가하는 단계, 상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 경화제를 첨가하여, 수지 혼합물을 제조하는 단계, 현무암 직물을 준비하는 단계, 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키는 단계, 및 상기 수지 혼합물이 함침된 상기 현무암 직물을 열 압착하여, 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the method of manufacturing a refractory basalt fiber-reinforced composite, preparing an epoxy resin, heating the epoxy resin to lower the viscosity, adding a flame retardant additive to the epoxy resin having a lower viscosity, the flame retardant Adding a curing agent to the epoxy resin to which an additive has been added, preparing a resin mixture, preparing a basalt fabric, impregnating the resin mixture into the basalt fabric, and the basalt fabric impregnated with the resin mixture. By thermal compression, it may comprise the step of producing a refractory basalt fiber reinforced composite.

일 실시 예에 따르면, 상기 난연성 첨가제는, 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the flame retardant additive may include ileum, basalt, coal ash, and talc.

일 실시 예에 따르면, 상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는, 회장암, 현무암, 및 활석을 준비하는 단계, 조 크러셔(jaw crusher)를 이용하여, 상기 회장암, 상기 현무암 및 상기 활석을 1차 분쇄하여, 1차 회장암 분말, 1차 현무암 분말, 및 1차 활석 분말을 제조하는 단계, 디스크 밀러(disk miller)를 이용하여, 상기 1차 회장암 분말, 상기 1차 현무암 분말, 및 상기 1차 활석 분말을 2차 분쇄하여, 2차 회장암 분말, 2차 현무암 분말, 및 2차 활석 분말을 제조하는 단계, 팟 밀(pot mill)을 이용한 습식 분쇄 공정으로, 상기 2차 회장암 분말, 상기 2차 현무암 분말, 및 상기 2차 활석 분말을 3차 분쇄하여, 3차 회장암 분말, 3차 현무암 분말, 및 3차 활석 분말을 제조하는 단계, 및 상기 에폭시 수지에, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step of adding the flame retardant additive, preparing ileum, basalt, and talc, using a jaw crusher, the primary crushed the ileum, the basalt and the talc To prepare a primary ileum powder, a primary basalt powder, and a primary talc powder, by using a disk miller, the primary ileum powder, the primary basalt powder, and the primary Talc powder secondary grinding, to prepare a secondary ileum powder, a secondary basalt powder, and a secondary talc powder, a wet milling process using a pot mill, the secondary ileum powder, Tertiary crushing of the secondary basalt powder, and the secondary talc powder to produce tertiary ileum powder, tertiary basalt powder, and tertiary talc powder; and to the epoxy resin, the tertiary ileum powder Adding the tertiary basalt powder and tertiary talc powder It may include the step.

일 실시 예에 따르면, 상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는, 상기 석탄회를 체 분리하여, 석탄회 분말을 수득하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step of adding the flame retardant additive, may include the step of sifting the coal ash, to obtain a coal ash powder.

일 실시 예에 따르면, 상기 현무암 직물을 준비하는 단계는, 제1 방향으로 연장하는 현무암 섬유들을 준비하는 단계, 및 상기 현무암 섬유들을 위사(weft), 경사(warp), 또는 위사 및 경사로 이용하여 상기 현무암 직물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, preparing the basalt fabric may include preparing basalt fibers extending in a first direction, and using the basalt fibers as weft, warp, or weft and warp yarns. Producing a basalt fabric.

일 실시 예에 따르면, 상기 에폭시 수지는 비할로겐 에폭시일 수 있다.According to one embodiment, the epoxy resin may be a non-halogen epoxy.

상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a refractory basalt fiber reinforced composite.

일 실시 예에 따르면, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재는, 현무암 직물, 상기 현무암 직물에 함침된 에폭시 수지, 및 상기 에폭시 수지 내에 제공되고, 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석을 포함하는 난연성 첨가제를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the refractory basalt fiber reinforced composite includes a basalt fabric, an epoxy resin impregnated in the basalt fabric, and a flame retardant additive provided in the epoxy resin and comprising ileum, basalt, coal ash, and talc. can do.

일 실시 예에 따르면, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재는, 아민기를 포함하는 경화제를 더 포함하되, 상기 에폭시 수지의 에폭사이드 링과 상기 경화제의 아민기가 반응하여, 경화된 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the refractory basalt fiber reinforced composite further includes a curing agent including an amine group, the epoxide ring of the epoxy resin and the amine group of the curing agent may include a cured.

본 발명의 실시 예에 따르면, 에폭시 수지를 준비하는 단계, 상기 에폭시 수지의 점도를 낮추고 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 난연성 첨가제를 첨가하는 단계, 상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 경화제를 첨가하여, 수지 혼합물을 제조하는 단계, 현무암 직물을 준비하는 단계, 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키는 단계, 및 상기 수지 혼합물이 함침된 상기 현무암 직물을 열 압착하여, 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조하는 단계를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법이 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, preparing an epoxy resin, lowering the viscosity of the epoxy resin and adding a flame retardant additive to the epoxy resin having a lower viscosity, by adding a curing agent to the epoxy resin to which the flame retardant additive is added Preparing a resin mixture, preparing a basalt fabric, impregnating the resin mixture into the basalt fabric, and thermocompressing the basalt fabric impregnated with the resin mixture to produce a refractory basalt fiber reinforced composite. There can be provided a method of making a refractory basalt fiber reinforced composite comprising the steps.

이에 따라, 내화 및 난연 특성이 향상됨과 동시에, 인체에 무해하면서도 친환경적인 난연성 첨가제를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제공할 수 있다. Accordingly, it is possible to provide a refractory basalt fiber reinforced composite including flame retardant additives that are both harmless to humans and environmentally friendly while improving fire and flame retardant properties.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지에 첨가되는 경화제의 비율에 따른 상기 에폭시 수지의 점도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 사진이다.
도 4는 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 사진이다.
도 6은 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연성 테스트 후의 사진이다.
도 8은 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연성 테스트 후의 사진이다.
도 10은 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지 및 경화제의 비율이 9:1로 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 콘 칼로리미터 측정 시 발생하는 가스에 대한 정량 및 정성 분석 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지 및 경화제의 비율이 8:2로 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 콘 칼로리미터 측정 시 발생하는 가스에 대한 정량 및 정성 분석 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지 및 경화제의 비율(9:1 및 8:2)에 따라 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도 및 영률(Young's modulus) 데이터이다.
1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a refractory basalt fiber reinforced composite according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing a result of measuring the viscosity of the epoxy resin according to the ratio of the curing agent added to the epoxy resin according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph of the resin mixture according to Experimental Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Example 1 of the present invention.
4 is a graph showing the flame retardant properties of the resin mixture according to Experimental Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Example 1 of the present invention.
5 is a photograph of fire-resistant basalt fiber reinforced composites according to Experimental Examples 2-1 to 2-3, and Comparative Example 2 of the present invention.
6 is a graph showing the flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 2-1 to 2-3, and Comparative Example 2 of the present invention.
7 is a photograph after the flame resistance test of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 3-1 to 3-7, and Comparative Example 3 of the present invention.
8 is a graph showing the flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composites according to Experimental Examples 3-1 to 3-7 and Comparative Example 3 of the present invention.
9 is a photograph after the flame resistance test of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 4-1 to 4-8, and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention.
10 is a graph showing the flame retardant properties of refractory basalt fiber reinforced composites according to Experimental Examples 4-1 to 4-8, and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention.
11 is a quantitative and qualitative analysis graph of the gas generated when measuring the cone calorimeter of the refractory basalt fiber reinforced composite prepared in 9: 1 ratio of the epoxy resin and the hardener according to an embodiment of the present invention.
12 is a quantitative and qualitative analysis graph of the gas generated when measuring the cone calorimeter of the refractory basalt fiber reinforced composite prepared in 8: 2 ratio of the epoxy resin and the curing agent according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is flexural strength and Young's modulus data of a refractory basalt fiber reinforced composite prepared according to a ratio (9: 1 and 8: 2) of an epoxy resin and a curing agent according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the exemplary embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed contents are thorough and complete, and that the spirit of the present invention can be sufficiently delivered to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In the present specification, when a component is mentioned to be on another component, it means that it may be formed directly on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical contents.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 의미로 사용되었다. In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. In addition, the term 'and / or' is used herein to include at least one of the components listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.In the specification, the singular encompasses the plural unless the context clearly indicates otherwise. In addition, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, element, or combination thereof described in the specification, and one or more other features or numbers, steps, configurations It should not be understood to exclude the possibility of the presence or the addition of elements or combinations thereof.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법이 설명된다.Hereinafter, a method of manufacturing a refractory basalt fiber reinforced composite according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지에 첨가되는 경화제의 비율에 따른 상기 에폭시 수지의 점도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a refractory basalt fiber reinforced composite according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a viscosity of the epoxy resin according to the ratio of the curing agent added to the epoxy resin according to an embodiment of the present invention It is a graph showing the measurement results.

도 1을 참조하면, 에폭시 수지를 준비할 수 있다(S110). 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 에폭시 수지는, 비할로겐 에폭시일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 에폭시 수지의 점도 및 경화 시간은, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 경화제의 비율에 따라 달라질 수 있다. Referring to FIG. 1, an epoxy resin may be prepared (S110). According to an embodiment of the present invention, the epoxy resin may be a non-halogen epoxy. According to one embodiment, the viscosity and curing time of the epoxy resin may vary depending on the ratio of the curing agent added to the epoxy resin.

상기 에폭시 수지를 가열하여 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 난연성 첨가제를 첨가할 수 있다(S120). 일 실시 예에 따르면, 상기 에폭시 수지에 상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계에서, 상기 에폭시 수지에 상기 난연성 첨가제가 분산되는 균질도에 따라, 후에 제조되는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 특성이 달라질 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 에폭시 수지의 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 상기 난연성 첨가제를 서서히 넣어준 뒤에 교반하여, 상기 에폭시 수지에 균질하게 상기 난연성 첨가제가 분산될 수 있다.By heating the epoxy resin to lower the viscosity, a flame retardant additive may be added to the epoxy resin with a lower viscosity (S120). According to one embodiment, in the step of adding the flame retardant additive to the epoxy resin, the properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite to be produced later may vary depending on the homogeneity of the flame retardant additive is dispersed in the epoxy resin. According to an embodiment of the present invention, by lowering the viscosity of the epoxy resin, and gradually put the flame retardant additive in the epoxy resin with a lower viscosity, the flame retardant additive may be dispersed homogeneously in the epoxy resin.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 난연성 첨가제는, 천연 광물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 천연 광물은 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 난연성 첨가제로 이용되는 상기 회장암, 상기 현무암, 상기 석탄회, 및 상기 활석의 특성을 살펴보기 위해, 상기 회장암, 상기 현무암, 상기 석탄회, 및 상기 활석에 포함된 화학 성분을 XRF를 통해 분석한 결과는 아래 [표 1]과 같이 나타낼 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the flame retardant additive may include natural minerals. Specifically, the natural minerals may include ileum, basalt, coal ash, and talc. According to an embodiment of the present invention, in order to examine the characteristics of the ileum, the basalt, the coal ash, and the talc used as the flame retardant additive, the ileum, the basalt, the coal ash, and included in the talc The result of analyzing the chemical component through XRF can be shown as Table 1 below.

Filler Type
(~325 Mesh)
Filler Type
(~ 325 Mesh)
SiO2
(wt%)
SiO 2
(wt%)
Al2O3
(wt%)
Al 2 O 3
(wt%)
Fe2O3
(wt%)
Fe 2 O 3
(wt%)
CaO
(wt%)
CaO
(wt%)
MgO
(wt%)
MgO
(wt%)
K2O
(wt%)
K 2 O
(wt%)
Na2O
(wt%)
Na 2 O
(wt%)
TiO2
(wt%)
TiO 2
(wt%)
SO3
(wt%)
SO 3
(wt%)
Ig.loss
(wt%)
Ig.loss
(wt%)
회장암
(Anorthosite)
Ileal cancer
(Anorthosite)
49.649.6 31.731.7 1.041.04 13.713.7 0.360.36 0.520.52 2.782.78 0.140.14 -- --
현무암
(Basalt)
basalt
(Basalt)
43.743.7 16.416.4 12.512.5 9.129.12 11.411.4 1.701.70 3.433.43 0.990.99 -- --
석탄회(Fly ash)Fly ash 57.057.0 17.817.8 5.385.38 5.325.32 2.292.29 1.151.15 2.052.05 0.820.82 0.590.59 3.773.77 활석(Talc)Talc 52.852.8 7.377.37 8.018.01 1.801.80 27.227.2 1.651.65 0.220.22 0.180.18 -- --

[표 1]을 참조하면, 상기 회장암은, SiO2 및 Al2O3를 약 80 wt% 이상의 함량으로 포함하는 것에 따라, 고융점을 가질 수 있다. 이에 따라, 내화성 및 난연성을 향상시키는 첨가제로써 사용될 수 있다. 상기 현무암은, Fe2O3, CaO, 및 MgO 등을 타 원료에 비해 높은 함량으로 포함하는 것에 따라, 뛰어난 내열성을 가질 수 있고, 마찬가지로, 내화성 및 난연성을 향상시키는 첨가제로써 사용될 수 있다. 상기 석탄회는, SiO2 및 Al2O3를 약 75 wt% 이상의 함량으로 포함하는 것에 따라 고융점을 가질 수 있고, 또한, 타 원료들이 괴상인 반면에, 상기 석탄회는 분말의 형태를 가지기 때문에, 분쇄와 같은 후처리 공정이 추가로 필요하지 않아 공정이 간소화되는 장점이 있다. 상기 활석은, Mg3Si-O-(OH)2의 화학식을 갖는 수화된 마그네슘 시트 규산염으로, 규소-산소 사면체의 두 층 사이에 샌드위치 된 마그네슘-산소/수산기 팔면체의 층으로 구성된 분자 구조를 가지며, 이러한 구조 상의 특성으로 인해 뛰어난 내화성 및 난연성을 가질 수 있다. 또한, SiO2 MgO를 약 80 wt% 이상의 함량으로 포함하는 것에 따라, 마찬가지로 내화성 및 난연성이 우수할 수 있다. Referring to Table 1, the ileal cancer may have a high melting point, as it contains SiO 2 and Al 2 O 3 in an amount of about 80 wt% or more. Accordingly, it can be used as an additive to improve fire resistance and flame retardancy. The basalt may have excellent heat resistance as Fe 2 O 3 , CaO, MgO and the like in a higher content than other raw materials, and may be used as an additive to improve the fire resistance and flame retardancy. The coal ash may have a high melting point as it contains SiO 2 and Al 2 O 3 in an amount of about 75 wt% or more, and since other raw materials are bulky, the coal ash has a powder form, Since there is no need for an aftertreatment process such as grinding, there is an advantage that the process is simplified. The talc is a hydrated magnesium sheet silicate having the formula Mg 3 Si-O- (OH) 2 , having a molecular structure consisting of a layer of magnesium-oxygen / hydroxyl octahedron sandwiched between two layers of silicon-oxygen tetrahedron. Due to these structural properties, they may have excellent fire resistance and flame retardancy. In addition, SiO 2 And By including MgO in an amount of at least about 80 wt%, it may likewise be excellent in fire resistance and flame retardancy.

상술된 바와 같이, 상기 석탄회는 분말의 형태를 가지는 데 반해, 상기 회장암, 상기 현무암, 및 상기 활석은 괴상의 형태를 가지는 것에 따라, 상기 난연성 첨가제가 상기 회장암, 상기 현무암, 및 상기 활석을 포함하는 경우에, 상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는, 상기 회장암, 상기 현무암, 및 상기 활석을 준비하는 단계, 조 크러셔(jaw crusher)를 이용하여, 상기 회장암, 상기 현무암 및 상기 활석을 1차 분쇄하여, 1차 회장암 분말, 1차 현무암 분말, 및 1차 활석 분말을 제조하는 단계, 디스크 밀러(disk miller)를 이용하여, 상기 1차 회장암 분말, 상기 1차 현무암 분말, 및 상기 1차 활석 분말을 2차 분쇄하여, 2차 회장암 분말, 2차 현무암 분말, 및 2차 활석 분말을 제조하는 단계, 팟 밀(pot mill)을 이용한 습식 분쇄 공정으로, 상기 2차 회장암 분말, 상기 2차 현무암 분말, 및 상기 2차 활석 분말을 3차 분쇄하여, 3차 회장암 분말, 3차 현무암 분말, 및 3차 활석 분말을 제조하는 단계, 및 상기 에폭시 수지에, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.As described above, the coal ash has a powder form, whereas the ileal rock, the basalt, and the talc have a lump form, so that the flame retardant additive may form the ileum rock, the basalt rock, and the talc. When included, the step of adding the flame retardant additive, the step of preparing the ileum, the basalt, and the talc, using a jaw crusher, the ileum, the basalt and the talc 1 Primary grinding to prepare primary ileum powder, primary basalt powder, and primary talc powder, using a disk miller, the primary ileum powder, the primary basalt powder, and the Secondary pulverization of the primary talc powder, to prepare the secondary ileum powder, the secondary basalt powder, and the secondary talc powder; a wet milling process using a pot mill, wherein the secondary ileum powder , The secondary string A third step of pulverizing the rock-free powder, and the secondary talc powder to prepare a tertiary ileum powder, a tertiary basalt powder, and a tertiary talc powder; and in the epoxy resin, the tertiary ileum powder, Tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder may be added.

반면에, 상기 난연성 첨가제가 상기 석탄회를 포함하는 경우에, 상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는, 상기 석탄회를 준비하는 단계, 상기 석탄회를 체 분리하여, 석탄회 분말을 수득하는 단계, 및 상기 에폭시 수지에, 상기 석탄회 분말을 첨가하는 단계를 포함하며, 상술된 바와 같이, 괴상의 형태를 가지는 상기 석탄회 외의 상기 천연 광물을 상기 난연성 첨가제로써 첨가하는 단계보다, 분말의 형태를 가지는 상기 석탄회를 상기 난연성 첨가제로써 첨가하는 단계가 더 간단할 수 있다. 상기 석탄회의 비중은, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활성 분말의 비중보다 낮을 수 있다. 이에 따라, 일 변형 예에 따르면, 상기 석탁회를 제1 에폭시 수지에 혼합하고, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 제2 에폭시 수지에 혼합한 후, 이들을 혼합할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 에폭시 수지가 상기 제2 에폭시 수지보다 낮은 점도를 가질 수 있다. 또는, 다른 변형 예에 따르면, 상기 석탁회를 상기 에폭시 수지에 첨가한 후, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말이 첨가될 수 있다. 이로 인해, 상기 에폭시 수지에, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말이 용이한 방법으로 균일하게 혼합될 수 있다.On the other hand, when the flame retardant additive includes the coal ash, adding the flame retardant additive, preparing the coal ash, sifting the coal ash, to obtain coal ash powder, and to the epoxy resin And adding the coal ash powder, and as described above, the coal ash having the form of a powder as the flame retardant additive, rather than adding the natural mineral other than the coal ash having a bulk form as the flame retardant additive. The step of adding may be simpler. The specific gravity of the coal ash may be lower than the specific gravity of the tertiary ileum rock powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary active powder. Accordingly, according to one modification, after mixing the lime with the first epoxy resin, after mixing the tertiary ileum rock powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder with a second epoxy resin, These can be mixed. In this case, the first epoxy resin may have a lower viscosity than the second epoxy resin. Alternatively, according to another modification, after the lime is added to the epoxy resin, the tertiary ileum rock powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder may be added. For this reason, the coal ash, the tertiary ileum rock powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder may be uniformly mixed with the epoxy resin in an easy manner.

일 변형 예에 따르면, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 상기 에폭시 수지에 첨가하기 전, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말에 용매가 제공되고, 상기 용매가 제공된 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말이 상기 에폭시 수지에 첨가될 수 있다. 이에 따라, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말의 표면의 기포가 효율적으로 제거되어, 별도의 탈포 공정이 수행되지 않을 수 있다.According to one variation, before the coal ash, the tertiary ileum powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder are added to the epoxy resin, the coal ash, the tertiary ileum powder, the tertiary A solvent is provided to the basalt powder, and the tertiary talc powder, and the coal ash provided with the solvent, the tertiary ileum powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder may be added to the epoxy resin. . Accordingly, bubbles of the surface of the coal ash, the tertiary ileum rock powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder may be efficiently removed, and a separate defoaming process may not be performed.

일 변형 예에 따르면, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 상기 에폭시 수지에 첨가하기 전, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 과립 공정으로 응집시키고, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말이 응집된 복합 응집체가 상기 에폭시 수지에 첨가될 수 있다. 이 경우, 과립 공정에서, 상기 석탁회 분말, 상기 3차 회장암 분말, 및 상기 활석 분말을 먼저 응집시킨 후, 상기 3차 현무암 분말을 제공하는 등의 방법으로, 상기 3차 현무암 분말이 상기 복합 응집체의 표면에서 상대적으로 높은 비율을 갖도록, 또는 상기 3차 현무암 분말이 상기 복합 응집체의 표면을 구성하도록 제어될 수 있다. 이에 따라, 후술되는 바와 같이, 상기 복합 응집체를 갖는 수지 혼합물이 상기 현무암 직물에 함침되는 경우, 상기 현무암 직물에 대한 상기 복합 응집체의 부착력이 향상될 수 있다.According to one variation, before the coal ash, the tertiary ileum powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder are added to the epoxy resin, the coal ash, the tertiary ileum powder, the tertiary The basalt powder, and the tertiary talc powder, are agglomerated by a granulation process, and the composite aggregate of the coal ash, the tertiary ileum powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder is added to the epoxy resin. Can be. In this case, in the granulation process, the limestone powder, the tertiary ileum powder, and the talc powder are first agglomerated, and then the tertiary basalt powder is provided to the tertiary basalt powder. It may be controlled to have a relatively high proportion at the surface of the aggregate, or the tertiary basalt powder constitutes the surface of the composite aggregate. Accordingly, as will be described later, when the resin mixture having the composite aggregate is impregnated into the basalt fabric, the adhesion of the composite aggregate to the basalt fabric can be improved.

상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 경화제를 첨가하여, 수지 혼합물을 제조할 수 있다(S130). 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 난연성 첨가제가 첨가되지 않은 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율에 따른 상기 에폭시 수지의 점도 측정 결과를 확인할 수 있다. 상기 에폭시 수지 및 상기 경화제의 비율이 각각 9:1, 8:2, 및 7:3이 되도록, 상기 에폭시 수지에 상기 경화제를 첨가하였다. 도 2를 통해, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율이 증가할수록, 상기 에폭시 수지의 점도가 증가하는 것을 확인할 수 있다. A curing agent may be added to the epoxy resin to which the flame retardant additive is added, thereby preparing a resin mixture (S130). Referring to FIG. 2, a viscosity measurement result of the epoxy resin according to the ratio of the curing agent added to the epoxy resin to which the flame retardant additive is not added may be confirmed. The curing agent was added to the epoxy resin so that the ratio of the epoxy resin and the curing agent was 9: 1, 8: 2, and 7: 3, respectively. 2, it can be seen that as the ratio of the curing agent added to the epoxy resin increases, the viscosity of the epoxy resin increases.

하지만, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율에 따라, 상기 에폭시 수지의 점도가 증가하는 정도가 미약하여, 이러한 에폭시 수지의 점도 변화는, 후에 상기 수지 혼합물을 현무암 직물에 함침하는 단계에 미치는 영향이 미약할 수 있다. However, depending on the proportion of the curing agent added to the epoxy resin, the degree to which the viscosity of the epoxy resin increases is small, so that the change in viscosity of the epoxy resin affects the later step of impregnating the resin mixture into the basalt fabric. This may be weak.

상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침하는 단계에 영향을 주는 요인을 파악하기 위해, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율에 따라, 변화하는 상기 에폭시 수지의 경화 시간을 살펴 보았다. 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율에 따른 상기 에폭시 수지의 경화 온도별 경화 시간은 아래 [표 2]와 같이 나타낼 수 있다.In order to identify the factors influencing the step of impregnating the resin mixture into the basalt fabric, the curing time of the epoxy resin was varied, depending on the proportion of the curing agent added to the epoxy resin. The curing time for each curing temperature of the epoxy resin according to the ratio of the curing agent added to the epoxy resin may be represented as shown in Table 2 below.

혼합 비율


경화 온도
Mixing ratio


Curing temperature
에폭시 수지:경화제Epoxy Resin: Curing Agent
9:19: 1 8:28: 2 7:37: 3 150 ℃150 ℃ 34 분34 mins 19 분19 mins 15 분15 mins 160 ℃160 ℃ 31 분31 mins 16 분16 mins 13 분13 mins 170 ℃170 ℃ 29 분29 mins 13 분13 mins 11 분11 mins

[표 2]를 참조하면, 상기 에폭시 수지 및 상기 경화제의 비율이 동일한 경우에, 경화 온도에 따른 경화 시간의 변화가 뚜렷하게 나타나는 것을 관찰하기 어려웠으나, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율이 증가할수록, 상기 에폭시 수지가 경화되는 시간이 짧아지는 것을 확인할 수 있다. 이는, 상기 에폭시 수지 분자 구조의 에폭사이드 링과 상기 경화제의 아민기 간에 화학양론적인 반응을 통해, 상기 에폭사이드 링과 반응할 수 있는 상기 아민기가 증가하기 때문에 나타나는 현상일 수 있다. Referring to [Table 2], when the ratio of the epoxy resin and the curing agent is the same, it was difficult to observe that the change in the curing time according to the curing temperature is apparent, but the ratio of the curing agent added to the epoxy resin increases. It can be confirmed that the more time the epoxy resin is cured, the shorter it is. This may be a phenomenon due to the increase in the amine group capable of reacting with the epoxide ring through a stoichiometric reaction between the epoxide ring of the epoxy resin molecular structure and the amine group of the curing agent.

상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 상기 경화제를 첨가하는 단계에서, 상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 상기 경화제가 분산되는 균질도에 따라, 후에 제조되는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 특성이 달라질 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 에폭시 수지의 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 상기 난연성 첨가제를 첨가한 후에, 상기 경화제를 서서히 넣어준 뒤에 교반하여, 상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 균일하게 상기 경화제가 분산될 수 있다. In the step of adding the curing agent to the epoxy resin to which the flame-retardant additive is added, the properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite to be produced later vary depending on the homogeneity of the curing agent is dispersed in the epoxy resin to which the flame-retardant additive is added. Can be. According to an embodiment of the present invention, after lowering the viscosity of the epoxy resin and adding the flame retardant additive to the epoxy resin having a lower viscosity, the curing agent is gradually added and then stirred, and the epoxy resin to which the flame retardant additive is added is added. The curing agent may be uniformly dispersed in.

현무암 직물을 준비할 수 있다(S140). 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 현무암 직물을 준비하는 단계는, 제1 방향으로 연장하는 현무암 섬유들을 준비하는 단계, 및 상기 현무암 섬유들을 위사(weft), 경사(warp), 또는 위사 및 경사로 이용하여 상기 현무암 직물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.Basalt fabric can be prepared (S140). According to an embodiment of the present invention, preparing the basalt fabric may include preparing basalt fibers extending in a first direction, and using the basalt fibers as weft, warp, or weft and ramp. It may include the step of preparing the basalt fabric.

일 실시 예에 따르면, 상기 현무암 섬유들은, 현무암 원광을 용융 방사하여, 현무암 필라멘트를 제조하고, 상기 현무암 필라멘트를 용도에 맞게 텍스(tex) 또는 데니아(denier)를 조절하여 제조될 수 있다.According to an embodiment, the basalt fibers may be manufactured by melting and basalt ore to prepare basalt filaments, and adjusting the tex or denier of the basalt filaments to suit the purpose.

일 실시 예에 따르면, 상기 현무암 섬유들을 준비하는 단계는, 상기 현무암 섬유를 흔들어 상기 현무암 섬유를 스프레딩(spreading)하는 단계, 및 스프레딩된 상기 현무암 섬유에 분말형 나일론 수지를 제공하여, 상기 현무암 섬유 사이의 간격을 균일화시키는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the preparing of the basalt fibers may include: shaking the basalt fibers to spread the basalt fibers, and providing powdered nylon resin to the basalt fibers to spread the basalt fibers. Equalizing the spacing between the fibers.

일 실시 예에 따르면, 상기 현무암 섬유를 스프레딩하고, 상기 현무암 섬유들에 분말형 나일론 수지를 제공하는 단계는, 상기 현무암 섬유를 1차 스프레딩하는 단계, 1차 스프레딩된 상기 현무암 섬유를 2차 스프레딩하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 2차 스프레딩 단계 후에 분말형 나일론 수지를 분산하여 열풍으로 현무암 섬유가 일정한 간격으로 스프레딩 되도록 할 수 있다.According to one embodiment, spreading the basalt fibers, and providing a powdery nylon resin to the basalt fibers, the first step of spreading the basalt fibers, the first spreading basalt fibers 2 Difference spreading. After the secondary spreading step, the powdery nylon resin may be dispersed to allow basalt fibers to be spread at regular intervals by hot air.

상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시킬 수 있다(S150). 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키는 단계는 hand lay-up process를 통해 수행될 수 있다. 하지만, 상기 난연성 첨가제로 상기 활석이 이용되는 경우, hand lay-up process를 통해 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키기 어려울 수 있다. 예를 들어, 상기 활석을 40 wt%를 포함하는 상기 에폭시 수지의 경우, 상기 에폭시 수지의 점도가 높아지는 것에 따라, hand lay-up process를 통해 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키기 어려울 수 있다. The resin mixture may be impregnated into the basalt fabric (S150). According to an embodiment of the present invention, the step of impregnating the resin mixture on the basalt fabric may be performed through a hand lay-up process. However, when the talc is used as the flame retardant additive, it may be difficult to impregnate the basalt fabric with the resin mixture through a hand lay-up process. For example, in the case of the epoxy resin containing 40 wt% of the talc, as the viscosity of the epoxy resin increases, it may be difficult to impregnate the resin mixture into the basalt fabric through a hand lay-up process.

상기 수지 혼합물이 함침된 상기 현무암 직물을 열 압착하여, 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조할 수 있다(S160). 일 실시 예에 따르면, 상기 열 압착하는 단계는, 160 ℃에서 5 MPa로 1 시간 동안 수행될 수 있다.By heat-compressing the basalt fabric impregnated with the resin mixture, it is possible to manufacture a refractory basalt fiber reinforced composite (S160). According to an embodiment of the present disclosure, the thermal compression may be performed at 160 ° C. for 5 hours at 5 MPa.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재에 대한 구체적인 실험 예가 설명된다.Hereinafter, specific experimental examples for the refractory basalt fiber reinforced composite according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조하기 전에, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조하기 위해 이용되는 상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지의 난연 특성을 알아보기 위해, 본 발명의 실험 예에 따른 수지 혼합물을 제조하였다. Before manufacturing the refractory basalt fiber reinforced composite according to an embodiment of the present invention, in order to find out the flame retardant properties of the epoxy resin to which the flame retardant additive is used to prepare the refractory basalt fiber reinforced composite, the experiment of the present invention A resin mixture according to the example was prepared.

실험 예 1-1에 따른 수지 혼합물의 제조Preparation of Resin Mixture According to Experimental Example 1-1

에폭시 수지를 준비하였다. An epoxy resin was prepared.

상기 에폭시 수지의 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 난연성 첨가제로 5 wt%의 회장암을 첨가하였다. The viscosity of the epoxy resin was lowered, and 5 wt% of ileal rock was added to the epoxy resin having a lower viscosity as a flame retardant additive.

경화제로 Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.의 4,4'-Diaminodiphenylmethane(DDM)를 준비하였다.As a curing agent, 4,4'-Diaminodiphenylmethane (DDM) of Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was prepared.

80 ℃의 온도에서, 상기 회장암이 첨가된 상기 에폭시 수지 및 상기 DDM의 비율이 9:1이 되도록, 상기 에폭시 수지에 상기 DDM을 첨가한 후에, 10 X 10 cm2 크기의 금속 몰드에 붓고, 150 ℃의 오븐에서 2 시간 동안 경화하여, 실험 예 1-1에 따른 수지 혼합물(FRepoxy5)을 제조하였다.At a temperature of 80 ° C., after adding the DDM to the epoxy resin so that the ratio of the epoxy resin added to the ileal arm and the DDM is 9: 1, 10 × 10 cm 2 Poured into a metal mold of size and cured for 2 hours in an oven at 150 ℃ to prepare a resin mixture (FRepoxy5) according to Experimental Example 1-1.

실험 예 1-2에 따른 수지 혼합물의 제조Preparation of Resin Mixture According to Experimental Example 1-2

상술된 실험 예 1-1에서, 상기 난연성 첨가제로 10 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 1-2에 따른 수지 혼합물(FRepoxy10)을 제조하였다.In Experimental Example 1-1 described above, 10 wt% of ileal rock was added as the flame retardant additive to prepare a resin mixture (FRepoxy10) according to Experimental Example 1-2.

실험 예 1-3에 따른 수지 혼합물의 제조Preparation of Resin Mixture According to Experimental Example 1-3

상술된 실험 예 1-1에서, 상기 난연성 첨가제로 15 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 1-3에 따른 수지 혼합물(FRepoxy15)을 제조하였다.In Experimental Example 1-1 described above, 15 wt% of ileal rock was added as the flame retardant additive to prepare a resin mixture (FRepoxy15) according to Experimental Examples 1-3.

비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 제조Preparation of Resin Mixture According to Comparative Example 1

상술된 실험 예 1-1에서, 상기 난연성 첨가제로 회장암을 첨가하지 않고, 비교 예 1에 따른 수지 혼합물(1FRepoxy0)을 제조하였다.In Experimental Example 1-1 described above, a resin mixture (1FRepoxy0) according to Comparative Example 1 was prepared without adding ileal cancer as the flame retardant additive.

본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물은 아래 [표 3]과 같이 정리될 수 있다.Experimental Examples 1-1 to 1-3 of the present invention, and the resin mixture according to Comparative Example 1 can be arranged as shown in Table 3 below.

시료 명Sample Name 회장암 첨가량Amount of ileum cancer 실험 예 1-1에 따른 수지 혼합물(FRepoxy5)Resin Mixture (FRepoxy5) According to Experimental Example 1-1 5 wt%5 wt% 실험 예 1-2에 따른 수지 혼합물(FRepoxy10)Resin Mixture (FRepoxy10) According to Experimental Example 1-2 10 wt%10 wt% 실험 예 1-3에 따른 수지 혼합물(FRepoxy15)Resin Mixture (FRepoxy15) According to Experimental Examples 1-3 15 wt%15 wt% 비교 예 1에 따른 수지 혼합물(1FRepoxy0)Resin mixture (1FRepoxy0) according to Comparative Example 1 0 wt%0 wt%

도 3은 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 사진이고, 도 4는 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 난연 특성을 나타내는 그래프이다. Figure 3 is a photograph of the resin mixture according to Experimental Examples 1-1 to 1-3, and Comparative Example 1 of the present invention, Figure 4 is according to Experimental Examples 1-1 to 1-3, and Comparative Example 1 of the present invention A graph showing the flame retardant properties of the resin mixture.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 난연 특성을 알아보기 위해, 상기 수지 혼합물들을 콘 칼로리미터에서 750 ℃에서 착화시켜 5 분 동안 발생하는 열 및 연기를 측정하였다 (ISO 5660-1 규격 난연 조건). 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 난연 특성은 아래 [표 4]와 같이 정리될 수 있다. 3 and 4, in order to determine the flame retardant properties of the resin mixtures according to Experimental Examples 1-1 to 1-3, and Comparative Example 1 of the present invention, the resin mixtures were complexed at 750 ° C. in a cone calorimeter. Heat and smoke generated for 5 minutes (ISO 5660-1 standard flame retardant conditions). Flame retardant properties of the resin mixture according to Experimental Examples 1-1 to 1-3, and Comparative Example 1 of the present invention may be summarized as shown in Table 4 below.

SampleSample PHRR
(kW/m2)
PHRR
(kW / m 2 )
THR
(MJ/m2)
THR
(MJ / m 2 )
SPR
(m2/s)
SPR
(m 2 / s)
TSP
(m2)
TSP
(m 2 )
FRepoxy5FRepoxy5 201.76201.76 19.5419.54 0.2370.237 13.6413.64 FRepoxy10FRepoxy10 202.71202.71 19.9019.90 0.2300.230 14.5114.51 FRepoxy15FRepoxy15 175.55175.55 19.7519.75 0.2050.205 14.9814.98 1FRepoxy01FRepoxy0 220.79220.79 20.9520.95 0.2580.258 15.0415.04

[표 4]를 참조하면, 비교 예 1에 따른 수지 혼합물보다, 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3에 따른 수지 혼합물의 열 방출률 최대 값(PHRR), 총 열 방출량(THR), 연기 발생률(SPR), 및 총 연기 발생량(TSP) 최대 값이 감소되는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다. 특히, 열 방출률 및 연기 발생률 최대 값은 상기 에폭시 수지에 첨가된 상기 회장암 첨가량이 증가할수록 감소되는 경향을 보여, 상기 난연성 첨가제로 상기 회장암을 첨가하는 경우, 난연 특성이 향상되는 것을 알 수 있다.  Referring to Table 4, the maximum heat release rate (PHRR), total heat release amount (THR), and smoke of the resin mixture according to Experimental Examples 1-1 to 1-3 of the present invention, rather than the resin mixture according to Comparative Example 1 It can be seen that the incidence rate (SPR), and the maximum value of total smoke generation amount (TSP) tend to decrease. In particular, the maximum value of the heat release rate and the smoke generation rate tends to decrease as the amount of ileal cancer added to the epoxy resin increases. .

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 수지 혼합물의 난연 특성을 알아보았고, 상기 수지 혼합물들을 기반으로 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 알아보기 위해, 이하, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 구체적인 실험 예가 설명된다. Or more, to determine the flame retardant properties of the resin mixture according to the embodiment of the present invention, to determine the flame retardant properties of the fire-resistant basalt fiber-reinforced composite prepared based on the resin mixture, below, according to another embodiment of the present invention Specific experimental examples of basalt fiber reinforced composites are described.

실험 예 2-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 2-1

상술된 실험 예 1-1과 같이 수지 혼합물(FRepoxy5)을 제조하였다.A resin mixture (FRepoxy5) was prepared as in Experimental Example 1-1 described above.

200 g/m2의 현무암 직물 5 장을 준비하였다.Five basalt fabrics of 200 g / m 2 were prepared.

Hand lay-up process를 통해, 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시켰다.Through a hand lay-up process, the resin mixture was impregnated into the basalt fabric.

상기 수지 혼합물이 함침된 상기 현무암 직물을 160 ℃에서 5 MPa로 1 시간 동안 열 압착하여, 0.9 mm 두께의 실험 예 2-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(BF:FRepoxy5)를 제조하였다.The basalt fabric impregnated with the resin mixture was thermocompressed for 1 hour at 160 ° C. at 5 MPa to prepare a fire resistant basalt fiber reinforced composite (BF: FRepoxy5) according to Experimental Example 2-1 of 0.9 mm thickness.

실험 예 2-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 2-2

상술된 실험 예 1-2와 같이 수지 혼합물(FRepoxy10)을 제조하였다.A resin mixture (FRepoxy10) was prepared as in Experimental Example 1-2 described above.

이후, 상술된 실험 예 2-1과 동일한 방법으로, 실험 예 2-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(BF:FRepoxy10)를 제조하였다.Then, in the same manner as in Experimental Example 2-1 described above, a refractory basalt fiber reinforced composite (BF: FRepoxy10) according to Experimental Example 2-2 was prepared.

실험 예 2-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 2-3

상술된 실험 예 1-3과 같이 수지 혼합물(FRepoxy15)을 제조하였다.A resin mixture (FRepoxy15) was prepared as in Experimental Example 1-3 described above.

이후, 상술된 실험 예 2-1과 동일한 방법으로, 실험 예 2-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(BF:FRepoxy15)를 제조하였다.Then, in the same manner as in Experimental Example 2-1 described above, a refractory basalt fiber reinforced composite (BF: FRepoxy15) according to Experimental Example 2-3 was prepared.

비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Comparative Example 2

상술된 비교 예 1과 같이 수지 혼합물(1FRepoxy0)을 제조하였다.A resin mixture (1FRepoxy0) was prepared as in Comparative Example 1 described above.

이후, 상술된 실험 예 2-1과 동일한 방법으로, 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(2BF:FRepoxy0)를 제조하였다.Then, in the same manner as in Experimental Example 2-1 described above, a refractory basalt fiber reinforced composite (2BF: FRepoxy0) according to Comparative Example 2 was prepared.

본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는 아래 [표 5]와 같이 정리될 수 있다.Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 2-1 to 2-3, and Comparative Example 2 of the present invention can be summarized as shown in Table 5 below.

시료 명Sample Name 회장암 첨가량
(wt%)
Amount of ileum cancer
(wt%)
두께
(mm)
thickness
(mm)
실험 예 2-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(BF:FRepoxy5)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 2-1 (BF: FRepoxy5) 55 0.90.9 실험 예 2-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(BF:FRepoxy10)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 2-2 (BF: FRepoxy10) 1010 실험 예 2-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(BF:FRepoxy15)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 2-3 (BF: FRepoxy15) 1515 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(2BF:FRepoxy0)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Comparative Example 2 (2BF: FRepoxy0) N/AN / A

도 5는 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 사진이고, 도 6은 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.5 is a photograph of the fire-resistant basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 2-1 to 2-3, and Comparative Example 2 of the present invention, and FIG. 6 is Experimental Examples 2-1 to 2-3, and Comparative Example of the present invention. It is a graph showing the flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composite according to 2.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 알아보기 위해, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재들을 콘 칼로리미터에서 750 ℃에서 착화시켜 5 분 동안 발생하는 열 및 연기를 측정하였다 (ISO 5660-1 규격 난연 조건). 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성은 아래 [표 6]과 같이 정리될 수 있다.5 and 6, to determine the flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 2-1 to 2-3, and Comparative Example 2 of the present invention, The meter was ignited at 750 ° C. to measure heat and smoke generated for 5 minutes (ISO 5660-1 standard flame retardant conditions). Flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 2-1 to 2-3, and Comparative Example 2 of the present invention can be summarized as shown in Table 6 below.

SampleSample PHRR
(kW/m2)
PHRR
(kW / m 2 )
THR
(MJ/m2)
THR
(MJ / m 2 )
SPR
(m2/s)
SPR
(m 2 / s)
TSP
(m2)
TSP
(m 2 )
BF:FRepoxy5BF: FRepoxy5 104.70104.70 9.249.24 0.10160.1016 6.636.63 BF:FRepoxy10BF: FRepoxy10 97.6897.68 9.329.32 0.0980.098 6.586.58 BF:FRepoxy15BF: FRepoxy15 92.9492.94 9.469.46 0.0910.091 8.828.82 2BF:FRepoxy02BF: FRepoxy0 117.48117.48 11.5011.50 0.10970.1097 7.207.20

[표 6]을 참조하면, 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재보다, 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 열 방출률 최대 값, 총 열 방출량, 연기 발생률, 및 총 연기 발생량 최대 값이 감소되는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다. 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3에 따른 수지 혼합물과 마찬가지로, 열 방출률 및 연기 발생률 최대 값은 상기 에폭시 수지에 첨가된 상기 회장암 첨가량이 증가할수록 감소되는 경향을 보여, 상기 난연성 첨가제로 상기 회장암을 첨가하는 경우, 난연 특성이 향상되는 것을 알 수 있다.  Referring to Table 6, the maximum heat release rate, total heat release amount, and smoke of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 2-1 to 2-3 of the present invention, rather than the refractory basalt fiber reinforced composite according to Comparative Example 2 It can be seen that the incidence rate and the maximum value of total smoke generation tend to decrease. Like the resin mixtures according to Experimental Examples 1-1 to 1-3 of the present invention, the maximum value of the heat release rate and the smoke generation rate tends to decrease as the amount of the ileal cancer added to the epoxy resin increases. When the ileal cancer is added, it can be seen that the flame retardant properties are improved.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 알아보았고, 이하, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 구체적인 실험 예가 설명된다.In the above, the flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composite according to an embodiment of the present invention have been examined, and specific experimental examples of the refractory basalt fiber reinforced composite according to another embodiment of the present invention will be described.

실험 예 3-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 3-1

상술된 실험 예 1-1에서, 난연성 첨가제로 10 wt%의 회장암을 첨가하였다.In Experimental Example 1-1 described above, 10 wt% of ileal rock was added as a flame retardant additive.

상술된 실험 예 2-1에서, 600 g/m2의 현무암 직물 3 장을 준비하여, 1.1~1.2 mm 두께의 실험 예 3-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Anorthosite10)를 제조하였다. In Experimental Example 2-1 described above, three basalt fabrics of 600 g / m 2 were prepared to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (FRepoxy_Anorthosite10) according to Experimental Example 3-1 having a thickness of 1.1 to 1.2 mm.

실험 예 3-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 3-2

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 10 wt%의 현무암을 첨가하여, 실험 예 3-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Basalt10)를 제조하였다. In Experimental Example 3-1 described above, 10 wt% of basalt was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (FRepoxy_Basalt10) according to Experimental Example 3-2.

실험 예 3-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 3-3

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 10 wt%의 석탄회를 첨가하여, 실험 예 3-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Ash10)를 제조하였다.In Experimental Example 3-1 described above, 10 wt% of coal ash was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (FRepoxy_Ash10) according to Experimental Example 3-3.

실험 예 3-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 3-4

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 10 wt%의 활석을 첨가하여, 실험 예 3-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Talc10)를 제조하였다. In Experimental Example 3-1 described above, 10 wt% of talc was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (FRepoxy_Talc10) according to Experimental Example 3-4.

실험 예 3-5에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Examples 3-5

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 40 wt%의 회장암을 첨가하여, 1.3~1.5 mm 두께의 실험 예 3-5에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Anorthosite40)를 제조하였다. In Experimental Example 3-1 described above, fire retardant basalt fiber-reinforced composite (FRepoxy_Anorthosite40) according to Experimental Example 3-5 of thickness 1.3-1.5 mm was prepared by adding 40 wt% of ileal rock as a flame retardant additive.

실험 예 3-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 3-6

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 40 wt%의 현무암을 첨가하여, 실험 예 3-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Basalt40)를 제조하였다.In Experimental Example 3-1 described above, 40 wt% of basalt was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (FRepoxy_Basalt40) according to Experimental Example 3-6.

실험 예 3-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 3-7

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 40 wt%의 석탄회를 첨가하여, 실험 예 3-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Ash40)를 제조하였다. In Experimental Example 3-1 described above, fire retardant basalt fiber-reinforced composite (FRepoxy_Ash40) according to Experimental Example 3-7 was prepared by adding 40 wt% of coal ash as a flame retardant additive.

비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Comparative Example 3

상술된 비교 예 2에서, 600 g/m2의 현무암 직물 3 장을 준비하여, 1.0 mm 두께의 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(3FRepoxy0)를 제조하였다.In Comparative Example 2 described above, three basalt fabrics of 600 g / m 2 were prepared to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (3FRepoxy0) according to Comparative Example 3 having a thickness of 1.0 mm.

본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는 아래 [표 7]과 같이 정리될 수 있다.Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 3-1 to 3-7, and Comparative Example 3 of the present invention can be summarized as shown in Table 7 below.

시료 명Sample Name 첨가제 첨가량 (wt%)Additive amount (wt%) 두께
(mm)
thickness
(mm)
실험 예 3-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Anorthosite10)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 3-1 (FRepoxy_Anorthosite10) 회장암 10Ileal cancer 10 1.1~1.21.1 to 1.2 실험 예 3-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Basalt10)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 3-2 (FRepoxy_Basalt10) 현무암 10Basalt 10 실험 예 3-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Ash10)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 3-3 (FRepoxy_Ash10) 석탄회 10Fly Ash 10 실험 예 3-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Talc10)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 3-4 (FRepoxy_Talc10) 활석 10Talc 10 실험 예 3-5에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Anorthosite40)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 3-5 (FRepoxy_Anorthosite40) 회장암 40Ileum cancer 40 1.3~1.51.3 to 1.5 실험 예 3-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Basalt40)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 3-6 (FRepoxy_Basalt40) 현무암 40Basalt 40 실험 예 3-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Ash40)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 3-7 (FRepoxy_Ash40) 석탄회 40Fly Ash 40 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(3FRepoxy0)Refractory basalt fiber reinforced composite according to comparative example 3 (3FRepoxy0) N/AN / A 1.01.0

도 7은 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연성 테스트 후의 사진이고, 도 8은 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.7 is a photograph after the flame retardancy test of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 3-1 to 3-7, and Comparative Example 3 of the present invention, Figure 8 is Experimental Examples 3-1 to 3-7 of the present invention, And a flame retardant characteristic of the refractory basalt fiber reinforced composite material according to Comparative Example 3.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 알아보기 위해, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재들을 콘 칼로리미터에서 750 ℃에서 착화시켜 5 분 동안 발생하는 열 및 연기를 측정하였다 (ISO 5660-1 규격 난연 조건). 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성은 아래 [표 8]과 같이 정리될 수 있다.7 and 8, to determine the flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 3-1 to 3-7, and Comparative Example 3 of the present invention, the refractory basalt fiber reinforced composites The meter was ignited at 750 ° C. to measure heat and smoke generated for 5 minutes (ISO 5660-1 standard flame retardant conditions). Flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 3-1 to 3-7, and Comparative Example 3 of the present invention can be summarized as shown in Table 8 below.

SampleSample R/C ValueR / C Value Flame Retardant PropertiesFlame Retardant Properties TTI
(sec.)
TTI
(sec.)
PHRR
(kW/m2)
PHRR
(kW / m 2 )
THR
(MJ/m2)
THR
(MJ / m 2 )
SPR
(m2/s)
SPR
(m 2 / s)
TSP
(m2)
TSP
(m 2 )
Mass Loss
(%)
Mass loss
(%)
FRepoxy_Anorthosite10FRepoxy_Anorthosite10 23.7323.73 2929 70.86270.862 5.2475.247 0.07190.0719 5.4815.481 14.8314.83 FRepoxy_Basalt10FRepoxy_Basalt10 20.3520.35 2525 66.96166.961 5.0445.044 0.06780.0678 5.4885.488 14.0414.04 FRepoxy_Ash10FRepoxy_Ash10 15.0915.09 3030 39.87139.871 4.1554.155 0.06570.0657 6.8226.822 14.6214.62 FRepoxy_Talc10FRepoxy_Talc10 23.4023.40 2424 69.49269.492 4.8444.844 0.0590.059 3.543.54 13.6213.62 FRepoxy_Anorthosite40FRepoxy_Anorthosite40 33.3333.33 3333 94.03194.031 6.9566.956 0.09250.0925 5.8875.887 16.2416.24 FRepoxy_Basalt40FRepoxy_Basalt40 34.3134.31 2929 87.89787.897 6.9286.928 0.0810.081 4.6854.685 15.2715.27 FRepoxy_Ash40FRepoxy_Ash40 33.8233.82 3434 62.03762.037 6.7026.702 0.09490.0949 9.2199.219 18.3818.38 3FRepoxy03FRepoxy0 14.2814.28 1616 48.79748.797 3.7153.715 0.04420.0442 4.134.13 10.5810.58

[표 8]을 참조하면, 난연성 테스트 전 및 후에 내화 현무암 섬유 강화 복합재들의 무게를 측정하여, R/C 값 변화가 내화 및 난연 특성에 어떠한 영향을 미치는지 추가적으로 확인하였다. 그 결과, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 난연성 첨가제의 함량이 증가하는 경우, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 R/C 값이 증가하는 것을 관찰할 수 있다. 또한, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 난연성 첨가제의 함량이 증가하는 경우, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 착화 시간(TTI)이 증가하는 것을 관찰할 수 있다. Referring to Table 8, the weight of the refractory basalt fiber-reinforced composites was measured before and after the flame retardancy test to further confirm how the change in R / C value affects the fire and flame retardant properties. As a result, when the content of the flame retardant additive added to the epoxy resin increases, it can be observed that the R / C value of the refractory basalt fiber reinforced composite increases. In addition, when the content of the flame retardant additive added to the epoxy resin increases, it can be observed that the ignition time (TTI) of the refractory basalt fiber reinforced composite increases.

[표 8]을 통해, 상기 난연성 첨가제의 종류에 따른 특성을 살펴보면, 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석 모두 난연성 첨가제로써, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 내화 및 난연 특성을 향상시키지만, 그 중에서 석탄회를 상기 난연성 첨가제로 첨가한 경우의 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 내화 및 난연 특성이 가장 우수한 것을 확인할 수 있다. 하지만, 석탄회의 경우, 미탄소분이 연소되기 때문에, 연기 발생 측면에서는, 다른 난연성 첨가제보다 높은 수치를 나타내는 것을 확인할 수 있다. Through Table 8, the characteristics according to the type of the flame retardant additives, ileum, basalt, coal ash, and talc are all flame retardant additives to improve the fire and flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite, among them coal ash It can be seen that the fire and flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composite material is the most excellent when added as the flame retardant additive. However, in the case of coal ash, since the fine carbon powder is burned, it can be confirmed that in terms of smoke generation, it shows a higher value than other flame retardant additives.

국내외 화염 전파성에 의한 난연 기준을 한계산소지수(Limited Oxygen Index, LOI)를 이용하여 나타낸 상대 등급표(아래 [표 9] 참조)에 따라, 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 등급을 알아보았다. According to the relative grade table (refer to [Table 9] below) showing the flame retardant criteria by flame propagation at home and abroad using the Limited Oxygen Index (LOI), Experimental Examples 3-1 to 3-7, and The flame retardant grades of the refractory basalt fiber reinforced composites according to Comparative Example 3 were investigated.

한국건설교통부 기준Korean Ministry of Construction and Transportation 유럽통합(EU)European Union 영국(BS)United Kingdom (BS) 미국(ASTM)United States (ASTM) 비고Remarks 고시 제476호Notice 476 고시 제438호Notice 438 등급ranking LOI기준LOI standard 등급ranking LOI기준LOI standard 등급ranking LOI기준LOI standard 등급ranking LOI기준LOI standard 등급ranking LOI기준LOI standard 난연1급Flame retardant class 1 불연Nonflammable 별도 적용Applied separately A1 A1 불연Nonflammable 별도 기준Separate standard 별도 기준Separate standard 난연2급Flame retardant class 2 준불연Semi-non-flammable A2A2 준불연Semi-non-flammable 난연3급Flame retardant class 3 42~17%42-17% BB 40%이상40% or more Class0Class0 40%이상40% or more 없음none 위험도4Risk 4 35%이상35% or more CC 32%이상32% or more Class1Class1 32%이상32% or more ClassAClassA 32%이상32% or more 국제건축내장재화재 난연1등급International Building Interior Fire Retardant Class 1 위험도3Risk 3 32%이상32% or more 위험도2Risk 2 28%이상28% or more DD 28%이상28% or more Class2Class2 28%이상28% or more ClassBClass B 28%이상28% or more 난연2등급Flame retardant class 2 위험도1Risk 1 24%이상24% or more EE 24%이상24% or more Class3Class3 24%이상24% or more ClassCClassC 24%이상24% or more 자기소화성Self-extinguishing

한계산소지수는 상온을 유지하는 유리관 내부에, 측정하고자 하는 시편을 수직으로 위치시킨 후에, 상기 유리관 내부를 질소 및 산소 혼합가스 분위기로 조성하고, 상기 시편의 가장 윗부분에 불꽃을 점화시켰을 때, 불꽃이 시편 아래 방향으로 번지지 않고 3 분이 경과되기 전에 불꽃이 완전히 꺼지거나, 3 분 동안 상기 시편의 절반이 불꽃으로 타들어 갈 때의 최저산소농도를 나타내며, 아래의 <식 1>과 같이 계산할 수 있다. The limit oxygen index is measured when the specimen to be measured vertically is placed inside a glass tube maintaining a room temperature, and then the inside of the glass tube is formed in a mixed atmosphere of nitrogen and oxygen, and the flame is ignited at the top of the specimen. This is the minimum oxygen concentration when the flame is completely extinguished before 3 minutes have elapsed without spreading below the specimen, or when half of the specimen burns into the flame for 3 minutes, and can be calculated as shown in Equation 1 below. .

<식 1><Equation 1>

LOI = [O2] / ([N2]+[O2]) X 100LOI = [O 2 ] / ([N 2 ] + [O 2 ]) X 100

즉, 한계산소지수는 물질의 연소성을 상대적으로 평가하며, 한계산소지수가 클수록 연소하기 어려움을 나타낸다. 일반적으로, 한계산소지수 값이 26 이상인 물질은 자체적으로 소화가 가능한 물질(self extinguishing material)로 평가된다. 한계산소지수는 ASTM D2863의 규격을 이용하여 측정된다That is, the limit oxygen index relatively evaluates the combustibility of a material, and the larger the limit oxygen index, the more difficult it is to burn. In general, substances with a critical oxygen index value of 26 or greater are evaluated as self extinguishing materials. Limit oxygen index is measured using the standard of ASTM D2863

본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 한계산소지수 평가 결과는 아래 [표 10] 및 [표 11]과 같이 정리될 수 있다. Evaluation results of the marginal oxygen index of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 3-1 to 3-7, and Comparative Example 3 of the present invention can be summarized as shown in Table 10 and Table 11 below.

FRepoxy_
Anorthosite10
FRepoxy_
Anorthosite10
Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 5555 4949 4848 48.548.5 48.948.9 48.648.6
Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX XX XX OO OO XX XX FRepoxy_
Basalt10
FRepoxy_
Basalt10
Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 4848 4949 48.548.5 48.748.7 48.848.8
Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX OO CC OO OO XX FRepoxy_
Fly Ash10
FRepoxy_
Fly Ash10
Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 5353 5555 5454 53.553.5 53.253.2 53.153.1
Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO OO XX XX XX XX XX FRepoxy_
Talc10
FRepoxy_
Talc10
Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 48.548.5 47.547.5 4848 48.348.3 48.448.4
Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX XX OO OO OO OO FRepoxy_
Anorthosite40
FRepoxy_
Anorthosite40
Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 4444 44.544.5 44.244.2 44.444.4
Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO XX OO XX OO OO FRepoxy_
Basalt40
FRepoxy_
Basalt40
Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 45.845.8 45.345.3 45.645.6 45.745.7
Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO XX XX OO OO OO FRepoxy_
Fly Ash40
FRepoxy_
Fly Ash40
Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 4848 4747 4646 46.546.5 46.346.3 46.146.1 46.246.2
Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX XX XX OO XX XX OO OO 3FRepoxy03FRepoxy0 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 5555 5757 5656 55.555.5 55.355.3 55.155.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO OO XX XX XX XX XX

SampleSample FRepoxy_
Anorthosite10
FRepoxy_
Anorthosite10
FRepoxy_
Basalt10
FRepoxy_
Basalt10
FRepoxy_
Fly Ash10
FRepoxy_
Fly Ash10
FRepoxy_
Talc10
FRepoxy_
Talc10
FRepoxy_
Anorthosite40
FRepoxy_
Anorthosite40
FRepoxy_
Basalt40
FRepoxy_
Basalt40
FRepoxy_
Fly Ash40
FRepoxy_
Fly Ash40
3FRepoxy03FRepoxy0
LOI (%)LOI (%) 48.548.5 48.748.7 5353 48.448.4 44.444.4 45.745.7 46.246.2 5555

[표 10] 및 [표 11]을 참조하면, 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는, [표 9]에서 나타내는 국내외 화염 전파성에 의한 난연 기준의 최고 등급 한계산소지수 기준인 40 % 이상을 나타내는 것에 따라, 뛰어난 난연 특성을 가지는 것을 알 수 있다.  Referring to [Table 10] and [Table 11], the fireproof basalt fiber reinforced composites according to Experimental Examples 3-1 to 3-7 of the present invention are the highest grades of flame retardant standards by flame propagation standards at home and abroad shown in [Table 9]. By showing 40% or more of the limit oxygen index standard, it turns out that it has the outstanding flame-retardant characteristic.

다만, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 난연성 첨가제의 양이 증가할수록, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 한계산소지수 값이 감소되는 것은, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 R/C 값 및 두께 차이 때문에 발생되는 현상으로, 실제 생산 공정에서 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 R/C 값 및 두께를 균일하게 하여 해결 가능하다.However, as the amount of the flame retardant additive added to the epoxy resin increases, the decrease in the limit oxygen index value of the refractory basalt fiber reinforced composite is caused by the difference in R / C value and thickness of the refractory basalt fiber reinforced composite. As a phenomenon, it can be solved by making the R / C value and thickness of the refractory basalt fiber reinforced composite uniform in the actual production process.

[표 10] 및 [표 11]을 통해, 본 발명의 실험 예 3-3 및 3-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 내화 및 난연 특성이 가장 우수한 것에 따라, 난연성 첨가제로써, 석탄회를 사용하는 경우에, 상술된 바와 같이, 분쇄 및 정제 공정과 같은 후 처리 공정을 요하지 않아 경제적일뿐만 아니라, 내화 및 난연 특성이 우수한 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제공할 수 있다.Through Table 10 and Table 11, as the fire and flame retardant properties of the fire-resistant basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 3-3 and 3-7 of the present invention are the most excellent, using coal ash as a flame-retardant additive In this case, as described above, it is possible to provide a refractory basalt fiber-reinforced composite which is economical as well as having excellent fire and flame retardant properties as it does not require post-treatment processes such as grinding and refining processes.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 알아보았고, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 특성을 알아보기 위해, 이하, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 구체적인 실험 예가 설명된다.Or more, the flame-retardant properties of the fire-resistant basalt fiber-reinforced composite according to the embodiment of the present invention, and to determine the properties of the fire-resistant basalt fiber-reinforced composite according to the ratio of the curing agent added to the epoxy resin, Specific experimental examples of the refractory basalt fiber reinforced composite according to another embodiment will be described.

실험 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 4-1

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 2 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite2)를 제조하였다.In Experimental Example 3-1 described above, 2 wt% of ileal rock was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (9: 1_Anorthosite2) according to Experimental Example 4-1.

실험 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 4-2

상술된 실험 예 4-1에서, 난연성 첨가제로 3 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite3)를 제조하였다.In Experimental Example 4-1 described above, 3 wt% of ileal rock was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (9: 1_Anorthosite3) according to Experimental Example 4-2.

실험 예 4-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 4-3

상술된 실험 예 4-1에서, 난연성 첨가제로 5 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 4-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite5)를 제조하였다.In Experimental Example 4-1 described above, 5 wt% of ileal rock was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (9: 1_Anorthosite5) according to Experimental Example 4-3.

실험 예 4-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 4-4

상술된 실험 예 4-1에서, 난연성 첨가제로 10 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 4-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite10)를 제조하였다.In Experimental Example 4-1 described above, 10 wt% of ileal rock was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (9: 1_Anorthosite10) according to Experimental Example 4-4.

비교 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites according to Comparative Example 4-1

상술된 실험 예 4-1에서, 난연성 첨가제를 첨가하지 않고, 비교 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite0)를 제조하였다.In Experimental Example 4-1 described above, a refractory basalt fiber reinforced composite (9: 1_Anorthosite0) according to Comparative Example 4-1 was prepared without adding a flame retardant additive.

실험 예 4-5에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 4-5

상술된 실험 예 4-1에서, 상기 에폭시 수지 및 상기 경화제의 비율이 8:2가 되도록, 상기 에폭시 수지에 상기 경화제를 첨가하여, 실험 예 4-5에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite2)를 제조하였다.In Experimental Example 4-1 described above, the curing agent was added to the epoxy resin so that the ratio of the epoxy resin and the curing agent was 8: 2, and the refractory basalt fiber reinforced composite material according to Experimental Example 4-5 (8: 2_Anorthosite2 ) Was prepared.

실험 예 4-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 4-6

상술된 실험 예 4-5에서, 난연성 첨가제로 3 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 4-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite3)를 제조하였다.In Experimental Example 4-5 described above, 3 wt% of ileal rock was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (8: 2_Anorthosite3) according to Experimental Example 4-6.

실험 예 4-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 4-7

상술된 실험 예 4-5에서, 난연성 첨가제로 5 wt%의 현무암을 첨가하여, 실험 예 4-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite5)를 제조하였다. In Experimental Example 4-5 described above, 5 wt% of basalt was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (8: 2_Anorthosite5) according to Experimental Example 4-7.

실험 예 4-8에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites According to Experimental Example 4-8

상술된 실험 예 4-5에서, 난연성 첨가제로 10 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 4-8에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite10)를 제조하였다.In Experimental Example 4-5 described above, 10 wt% of ileal rock was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber reinforced composite (8: 2_Anorthosite10) according to Experimental Example 4-8.

비교 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of Refractory Basalt Fiber Reinforced Composites according to Comparative Example 4-2

상술된 실험 예 4-5에서, 난연성 첨가제를 첨가하지 않고, 비교 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite0)를 제조하였다.In Experimental Example 4-5 described above, a refractory basalt fiber reinforced composite (8: 2_Anorthosite0) according to Comparative Example 4-2 was prepared without adding a flame retardant additive.

본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는 아래 [표 12]와 같이 정리될 수 있다.Refractory basalt fiber reinforced composites according to Experimental Examples 4-1 to 4-8, and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention may be arranged as shown in Table 12 below.

시료 명Sample Name 회장암 첨가량 (wt%)Amount of ileum cancer (wt%) 에폭시 수지
:경화제 비율
Epoxy resin
Hardener ratio
두께
(mm)
thickness
(mm)
실험 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite2)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 4-1 (9: 1_Anorthosite2) 22 9:19: 1 1.1~1.21.1 to 1.2 실험 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite3)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-2 (9: 1_Anorthosite3) 33 실험 예 4-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite5)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 4-3 (9: 1_Anorthosite5) 55 실험 예 4-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite10)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-4 (9: 1_Anorthosite10) 1010 비교 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite0)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Comparative Example 4-1 (9: 1_Anorthosite0) N/AN / A 실험 예 4-5에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite2)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 4-5 (8: 2_Anorthosite2) 22 8:28: 2 실험 예 4-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite3)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-6 (8: 2_Anorthosite3) 33 실험 예 4-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite5)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 4-7 (8: 2_Anorthosite5) 55 실험 예 4-8에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite10)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-8 (8: 2_Anorthosite10) 1010 비교 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite0)Refractory basalt fiber reinforced composite according to Comparative Example 4-2 (8: 2_Anorthosite0) N/AN / A

도 9는 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연성 테스트 후의 사진이고, 도 10은 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.Figure 9 is a photograph after the flame retardancy test of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 4-1 to 4-8, and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention, Figure 10 is Experimental Example 4- of the present invention It is a graph which shows the flame-retardant property of the refractory basalt fiber reinforced composites from 1 to 4-8 and Comparative Examples 4-1 and 4-2.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 알아보기 위해, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재들을 콘 칼로리미터에서 750 ℃에서 착화시켜 5 분 동안 발생하는 열 및 연기를 측정하였다 (ISO 5660-1 규격 난연 조건). 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성은 아래 [표 13]과 같이 정리될 수 있다.9 and 10, in order to determine the flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 4-1 to 4-8, and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention, the refractory basalt The fiber reinforced composites were ignited at 750 ° C. in a cone calorimeter to measure the heat and smoke generated for 5 minutes (ISO 5660-1 standard flame retardant condition). Flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 3-1 to 3-7, and Comparative Example 3 of the present invention can be summarized as shown in Table 13 below.

SampleSample R/C ValueR / C Value Flame Retardant PropertiesFlame Retardant Properties TTI
(sec.)
TTI
(sec.)
PHRR
(kW/m2)
PHRR
(kW / m 2 )
THR
(MJ/m2)
THR
(MJ / m 2 )
SPR
(m2/s)
SPR
(m 2 / s)
TSP
(m2)
TSP
(m 2 )
Mass Loss
(%)
Mass loss
(%)
9:1_Anorthosite29: 1_Anorthosite2 12.6212.62 3535 33.41633.416 3.7693.769 0.06220.0622 8.6288.628 13.5913.59 9:1_Anorthosite39: 1_Anorthosite3 13.1713.17 3636 32.44632.446 3.8293.829 0.05850.0585 6.6386.638 15.0515.05 9:1_Anorthosite59: 1_Anorthosite5 16.2816.28 3636 41.00741.007 4.6294.629 0.06220.0622 8.148.14 14.4214.42 9:1_Anorthosite109: 1_Anorthosite10 18.2618.26 4040 35.56335.563 4.0114.011 0.0530.053 6.2086.208 11.8111.81 9:1_Anorthosite09: 1_Anorthosite0 11.5011.50 3636 29.3629.36 3.353.35 0.05320.0532 7.6747.674 9.859.85 8:2_Anorthosite28: 2_Anorthosite2 15.2915.29 4444 31.68531.685 3.7893.789 0.05630.0563 6.7096.709 12.2612.26 8:2_Anorthosite38: 2_Anorthosite3 14.4514.45 3636 36.74136.741 4.5034.503 0.05610.0561 6.5686.568 11.9011.90 8:2_Anorthosite58: 2_Anorthosite5 17.7717.77 4545 41.10641.106 4.6414.641 0.06690.0669 7.4247.424 13.7013.70 8:2_Anorthosite108: 2_Anorthosite10 18.2918.29 4646 46.48246.482 5.1645.164 0.06060.0606 7.4247.424 13.7013.70 8:2_Anorthosite08: 2_Anorthosite0 14.2914.29 3838 25.65925.659 2.742.74 0.04520.0452 6.8126.812 10.9510.95

[표 13]을 참조하면, 상기 에폭시 수지 및 상기 난연성 첨가제의 비율이 9:1인 경우보다 8:2인 경우에, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 R/C 값이 증가하는 것을 관찰할 수 있다. 또한, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 난연성 첨가제로써의 회장암의 함량이 증가되는 경우, 상기 난연성 첨가제의 영향으로 인해, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 착화 시간(TTI)이 증가하는 것을 관찰할 수 있다. Referring to [Table 13], when the ratio of the epoxy resin and the flame retardant additive is 8: 2 rather than 9: 1, it can be observed that the R / C value of the refractory basalt fiber reinforced composite increased. . In addition, when the content of ileal rock as the flame retardant additive added to the epoxy resin is increased, it can be observed that the ignition time (TTI) of the refractory basalt fiber reinforced composite increases due to the influence of the flame retardant additive. .

다시 말해, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 난연성 첨가제의 함량이 증가되는 경우, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있다. In other words, when the content of the flame retardant additive added to the epoxy resin is increased, it can be seen that the flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composite is improved.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지 및 경화제의 비율이 9:1로 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 콘 칼로리미터 측정 시 발생하는 가스에 대한 정량 및 정성 분석 그래프이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지 및 경화제의 비율이 8:2로 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 콘 칼로리미터 측정 시 발생하는 가스에 대한 정량 및 정성 분석 그래프이다.11 is a quantitative and qualitative analysis graph of the gas generated when measuring the cone calorimeter of the refractory basalt fiber reinforced composite prepared in 9: 1 ratio of the epoxy resin and the hardener according to an embodiment of the present invention, and FIG. Epoxy resin and hardener according to an embodiment of the present invention is a quantitative and qualitative analysis of the gas generated when measuring the cone calorimeter of the refractory basalt fiber reinforced composite prepared at 8: 2.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성은 아래 [표 14]와 같이 정리될 수 있다.11 and 12, the flame retardant properties of the refractory basalt fiber reinforced composite according to an embodiment of the present invention can be summarized as shown in Table 14 below.

SampleSample Maximum Concentration (Gas Analysis)Maximum Concentration (Gas Analysis) CO
(ppm)
CO
(ppm)
NOx
(ppm)
NO x
(ppm)
HCN
(ppm)
HCN
(ppm)
SO2
(ppm)
SO 2
(ppm)
HCl
(ppm)
HCl
(ppm)
9:1_Anorthosite29: 1_Anorthosite2 457457 66 22 3636 33 9:1_Anorthosite39: 1_Anorthosite3 358358 66 1One 2828 33 9:1_Anorthosite59: 1_Anorthosite5 453453 88 33 3333 44 9:1_Anorthosite109: 1_Anorthosite10 348348 66 22 2323 33 9:1_Anorthosite09: 1_Anorthosite0 323323 44 22 2323 44 8:2_Anorthosite28: 2_Anorthosite2 356356 66 1One 2727 22 8:2_Anorthosite38: 2_Anorthosite3 385385 99 33 3232 22 8:2_Anorthosite58: 2_Anorthosite5 476476 99 1One 4040 22 8:2_Anorthosite108: 2_Anorthosite10 491491 1010 1One 4242 1One 8:2_Anorthosite08: 2_Anorthosite0 282282 66 33 2121 1One

[표 14]를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는, 아래 [표 15]의 (MSC.61(67)) IMO Part 2 조건의 기준치를 충분히 만족하는 것을 확인할 수 있다. Referring to [Table 14], it can be confirmed that the refractory basalt fiber reinforced composite material according to the embodiment of the present invention satisfies the standard value of the IMO Part 2 condition (MSC.61 (67)) of [Table 15] below. .

구 분division 기 준standard Toxicity Test
(ppm)
Toxicity test
(ppm)
평가 항목Evaluation item COCO = 1,450= 1,450
HCNHCN = 140= 140 HClHCl = 600= 600 NOX NO X = 350 = 350 SO2(* 표면바닥재는 200 이하)SO 2 (* 200 or less surface) = 120= 120

마찬가지로, 국내외 화염 전파성에 의한 난연 기준을 한계산소지수(Limited Oxygen Index, LOI)를 이용하여 나타낸 상대 등급표([표 9] 참조)에 따라, 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 한계산소지수 평가 결과는 아래 [표 16] 및 [표 17]과 같이 정리될 수 있다. Similarly, according to the relative grade table (see [Table 9]), which shows the flame retardancy criteria due to flame propagation at home and abroad using the Limited Oxygen Index (LOI), Experimental Examples 4-1 to 4-8, And the results of evaluating the marginal oxygen index of the refractory basalt fiber reinforced composites according to Comparative Examples 4-1 and 4-2 can be summarized as shown in Table 16 and Table 17 below.

9:1_Anorthosite29: 1_Anorthosite2 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4545 5050 5555 6060 6262 6161 60.560.5 60.260.2 60.160.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO OO XX XX XX XX OO 9:1_Anorthosite39: 1_Anorthosite3 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4545 5050 5555 6060 5757 5656 55.555.5 55.255.2 55.155.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO XX XX XX XX XX XX 9:1_Anorthosite59: 1_Anorthosite5 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 48.548.5 47.547.5 4848 48.148.1 48.448.4 48.348.3 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX XX OO OO OO XX OO 9:1_Anorthosite109: 1_Anorthosite10 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4545 5050 5555 5353 51.551.5 50.750.7 50.350.3 50.150.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX XX XX XX XX XX 9:1_Anorthosite09: 1_Anorthosite0 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 5555 5757 5656 55.855.8 55.955.9 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO OO XX XX OO OO 8:2_Anorthosite28: 2_Anorthosite2 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4545 5050 5555 6060 6565 6363 6464 63.563.5 63.363.3 63.163.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO OO XX OO XX XX XX XX 8:2_Anorthosite38: 2_Anorthosite3 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 5555 6060 6565 6363 6464 63.463.4 63.263.2 63.163.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX OO XX XX XX OO 8:2_Anorthosite58: 2_Anorthosite5 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 5555 6060 6565 6363 6464 64.564.5 64.264.2 64.164.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX OO OO XX XX XX 8:2_Anorthosite108: 2_Anorthosite10 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 5555 6060 6565 6363 6161 6262 61.461.4 61.261.2 61.161.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX XX OO XX XX XX XX 8:2_Anorthosite08: 2_Anorthosite0 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 6060 6565 7070 7575 8080 77.577.5 7979 79.579.5 79.779.7 79.979.9 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO OO XX OO OO OO OO OO

SampleSample 9:1_
Anorthosite2
9: 1_
Anorthosite2
9:1_
Anorthosite3
9: 1_
Anorthosite3
9:1_
Anorthosite5
9: 1_
Anorthosite5
9:1_
Anorthosite10
9: 1_
Anorthosite10
9:1_
Anorthosite0
9: 1_
Anorthosite0
LOI (%)LOI (%) 60.160.1 5555 48.348.3 5050 55.955.9 SampleSample 8:2_Anorthosite28: 2_Anorthosite2 8:2_
Anorthosite3
8: 2_
Anorthosite3
8:2_
Anorthosite5
8: 2_
Anorthosite5
8:2_
Anorthosite10
8: 2_
Anorthosite10
8:2_
Anorthosite0
8: 2_
Anorthosite0
LOI (%)LOI (%) 6363 63.163.1 6464 6161 79.979.9

[표 16] 및 [표 17]을 참조하면, 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는, [표 9]에서 나타내는 국내외 화염 전파성에 의한 난연 기준의 최고 등급 한계산소지수 기준인 40 % 이상을 나타내는 것에 따라, 뛰어난 난연 특성을 가지는 것을 알 수 있다. Referring to [Table 16] and [Table 17], the fireproof basalt fiber-reinforced composite materials according to Experimental Examples 4-1 to 4-8 of the present invention are the highest grades of flame retardant standards by flame propagation standards at home and abroad shown in [Table 9]. By showing 40% or more of the limit oxygen index standard, it turns out that it has the outstanding flame-retardant characteristic.

또한, [표 16] 및 [표 17]을 통해, 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 한계산소지수 값보다, 본 발명의 실험 예 4-5 내지 4-8에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 한계산소지수 값이 더 큰 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 함량이 증가되는 경우, 상기 난연성 첨가제의 영향으로 인해, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 내화 및 난연 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.In addition, through [Table 16] and [Table 17], Experimental Examples 4-5 to 4 of the present invention than the limit oxygen index value of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 4-1 to 4-4 of the present invention. It can be seen that the limit oxygen index value of the refractory basalt fiber reinforced composite according to -8 is larger. Accordingly, when the content of the curing agent added to the epoxy resin is increased, it can be seen that due to the influence of the flame retardant additives, the fire and flame retardant properties of the fire resistant basalt fiber reinforced composites are improved.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지 및 경화제의 비율(9:1 및 8:2)에 따라 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도 및 영률(Young's modulus) 데이터이다.FIG. 13 is flexural strength and Young's modulus data of a refractory basalt fiber reinforced composite prepared according to a ratio (9: 1 and 8: 2) of an epoxy resin and a curing agent according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도를 ASTM D790-10 규격에 의거하여 측정하였다. 상기 굴곡 강도를 측정하기 위해, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 20 mm의 폭 및 1.1 mm의 두께로 준비하였다. 지지스팬 20 mm (L)에서 1 mm/min의 속도로, 아래의 <식 2>를 이용해 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도를 측정하고, 아래의 <식 3>을 이용해 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 탄성률을 측정하였다.Flexural strength of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Examples 4-1 to 4-8, and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention was measured according to the ASTM D790-10 standard. To measure the flexural strength, the refractory basalt fiber reinforced composite was prepared with a width of 20 mm and a thickness of 1.1 mm. The flexural strength of the refractory basalt fiber reinforced composite was measured using <Equation 2> below at a speed of 1 mm / min at a support span of 20 mm (L), and the following refractory basalt fiber reinforced using <Equation 3> below. Flexural modulus of the composite was measured.

<식 2><Equation 2>

굴곡 강도(σf) = 3FL / 2bd2 Flexural Strength (σ f ) = 3FL / 2bd 2

<식 3><Equation 3>

굴곡 탄성률(Ef) = L3m / 4bd3 Flexural Modulus (E f ) = L 3 m / 4bd 3

본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도 시험 및 영률 결과는 아래 [표 18]과 같이 정리될 수 있다.Flexural strength test and Young's modulus results of the refractory basalt fiber reinforced composites according to Experimental Examples 4-1 to 4-8, and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention can be summarized as shown in Table 18 below.

SampleSample  Mechanical TestMechanical test Flexural Strength
(MPa)
Flexural strength
(MPa)
Young's Modulus
(GPa)
Young's modulus
(GPa)
9:1_Anorthosite09: 1_Anorthosite0 81.54 (± 7.07)81.54 (± 7.07) 8.78 (± 0.46)8.78 (± 0.46) 9:1_Anorthosite29: 1_Anorthosite2 102.63 (± 8.54)102.63 (± 8.54) 11.80 (± 0.35)11.80 (± 0.35) 9:1_Anorthosite39: 1_Anorthosite3 183.12 (± 13.37)183.12 (± 13.37) 18.47 (± 0.86)18.47 (± 0.86) 9:1_Anorthosite59: 1_Anorthosite5 94.01 (± 6.39)94.01 (± 6.39) 9.91 (± 0.40)9.91 (± 0.40) 9:1_Anorthosite109: 1_Anorthosite10 171.94 (± 9.20)171.94 (± 9.20) 19.65 (± 0.54)19.65 (± 0.54) 8:2_Anorthosite08: 2_Anorthosite0 123.70 (± 5.73)123.70 (± 5.73) 14.18 (± 0.52)14.18 (± 0.52) 8:2_Anorthosite28: 2_Anorthosite2 129.07 (± 11.90)129.07 (± 11.90) 16.63 (± 0.70)16.63 (± 0.70) 8:2_Anorthosite38: 2_Anorthosite3 319.77 (± 17.68)319.77 (± 17.68) 24.89 (± 0.24)24.89 (± 0.24) 8:2_Anorthosite58: 2_Anorthosite5 138.68 (± 6.77)138.68 (± 6.77) 16.05 (± 0.87)16.05 (± 0.87) 8:2_Anorthosite108: 2_Anorthosite10 162.34 (± 10.93)162.34 (± 10.93) 18.77 (± 0.51)18.77 (± 0.51)

[표 18]을 참조하면, 본 발명의 실험 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재보다 본 발명의 실험 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도가 증가한 것을 확인할 수 있다. 하지만, 본 발명의 실험 예 4-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도가 감소한 것을 알 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 실시 예예 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 난연성 첨가제를 2 wt% 초과 및 5 wt% 미만으로 포함하는 경우에, 가장 우수한 굴곡 강도를 갖는다는 의미한다.Referring to [Table 18], it can be seen that the flexural strength of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 4-2 of the present invention increased more than the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 4-1 of the present invention. However, it can be seen that the flexural strength of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 4-3 of the present invention was reduced. In other words, the refractory basalt fiber reinforced composite according to the embodiment of the present invention means that the flame retardant additive added to the epoxy resin has the best flexural strength when it contains more than 2 wt% and less than 5 wt%. .

또한, 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도보다 본 발명의 실험 예 4-5 내지 4-8에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도가 높은 것을 통해, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 양이 증가할수록, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도가 증가하는 것을 알 수 있다. Further, the flexural strength of the refractory basalt fiber reinforced composites according to Experimental Examples 4-5 to 4-8 of the present invention is higher than the flexural strength of the refractory basalt fiber reinforced composites according to Experimental Examples 4-1 to 4-4 of the present invention. Through, it can be seen that as the amount of the curing agent added to the epoxy resin increases, the flexural strength of the refractory basalt fiber reinforced composite increases.

이는 상기 에폭시 수지의 에폭사이드 링과 상기 경화제의 아민기의 경화 반응에 의한 것이며, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율이 증가할수록, 경화될 수 있는 아민기가 더 많이 존재해 보다 경화가 많이 진행됨 따라 나타나는 현상일 수 있다. This is due to the curing reaction of the epoxide ring of the epoxy resin and the amine group of the curing agent, and as the ratio of the curing agent added to the epoxy resin increases, there are more amine groups that can be cured and more curing proceeds. This may be a phenomenon.

현재 시판되는 PermaStruct 사의 스틸 그레이팅의 굴곡강도 값은 280 MPa로, 본 발명의 실험 예 4-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 물성이 이와 비견되는 것을 알 수 있다. The flexural strength value of the steel grating of PermaStruct, which is currently commercially available, is 280 MPa, and the physical properties of the refractory basalt fiber reinforced composite according to Experimental Example 4-6 of the present invention are comparable to this.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법, 및 그 제조 방법으로 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 특성에 대해 상세히 설명하였다. 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.In the above, the method of manufacturing the refractory basalt fiber reinforced composite according to the embodiment of the present invention, and the characteristics of the refractory basalt fiber reinforced composite prepared by the method have been described in detail. Although the present invention has been described in detail using the preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments, it should be interpreted by the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

Claims (8)

에폭시 수지를 준비하는 단계;
상기 에폭시 수지의 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 난연성 첨가제를 첨가하는 단계;
상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 경화제를 첨가하여, 수지 혼합물을 제조하는 단계;
현무암 직물을 준비하는 단계;
상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키는 단계; 및
상기 수지 혼합물이 함침된 상기 현무암 직물을 열 압착하여, 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조하는 단계를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법.
Preparing an epoxy resin;
Lowering the viscosity of the epoxy resin and adding a flame retardant additive to the lowered epoxy resin;
Preparing a resin mixture by adding a curing agent to the epoxy resin to which the flame retardant additive is added;
Preparing a basalt fabric;
Impregnating the resin mixture into the basalt fabric; And
Thermocompressing the basalt fabric impregnated with the resin mixture to produce a refractory basalt fiber reinforced composite.
제1 항에 있어서,
상기 난연성 첨가제는, 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법.
According to claim 1,
The flame retardant additive is a method for producing a fire-resistant basalt fiber-reinforced composite comprising ileum, basalt, coal ash, and talc.
제2 항에 있어서,
상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는,
회장암, 현무암, 및 활석을 준비하는 단계;
조 크러셔(jaw crusher)를 이용하여, 상기 회장암, 상기 현무암 및 상기 활석을 1차 분쇄하여, 1차 회장암 분말, 1차 현무암 분말, 및 1차 활석 분말을 제조하는 단계;
디스크 밀러(disk miller)를 이용하여, 상기 1차 회장암 분말, 상기 1차 현무암 분말, 및 상기 1차 활석 분말을 2차 분쇄하여, 2차 회장암 분말, 2차 현무암 분말, 및 2차 활석 분말을 제조하는 단계;
팟 밀(pot mill)을 이용한 습식 분쇄 공정으로, 상기 2차 회장암 분말, 상기 2차 현무암 분말, 및 상기 2차 활석 분말을 3차 분쇄하여, 3차 회장암 분말, 3차 현무암 분말, 및 3차 활석 분말을 제조하는 단계; 및
상기 에폭시 수지에, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 첨가하는 단계를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법.
The method of claim 2,
Adding the flame retardant additive,
Preparing ileum, basalt, and talc;
Using a jaw crusher to primary crush the ileum, the basalt and the talc to produce a primary ileum powder, a primary basalt powder, and a primary talc powder;
Using a disk miller, the primary ileum powder, the primary basalt powder, and the primary talc powder are pulverized secondary, so that the secondary ileum powder, secondary basalt powder, and secondary talc Preparing a powder;
In a wet grinding process using a pot mill, the secondary ileum powder, the secondary basalt powder, and the secondary talc powder are pulverized by tertiary, tertiary ileum powder, tertiary basalt powder, and Preparing a tertiary talc powder; And
And adding the tertiary ileum rock powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder to the epoxy resin.
제2 항에 있어서,
상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는, 상기 석탄회를 체 분리하여, 석탄회 분말을 수득하는 단계를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법.
The method of claim 2,
The step of adding the flame retardant additive, sifting the coal ash, to obtain a coal ash powder method of producing a refractory basalt fiber reinforced composite.
제1 항에 있어서,
상기 현무암 직물을 준비하는 단계는,
제1 방향으로 연장하는 현무암 섬유들을 준비하는 단계; 및
상기 현무암 섬유들을 위사(weft), 경사(warp), 또는 위사 및 경사로 이용하여 상기 현무암 직물을 제조하는 단계를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법.
According to claim 1,
Preparing the basalt fabric,
Preparing basalt fibers extending in a first direction; And
Manufacturing the basalt fabric using the basalt fibers as weft, warp, or weft and warp yarns.
제1 항에 있어서,
상기 에폭시 수지는 비할로겐 에폭시인 것을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법.
According to claim 1,
The epoxy resin is a method of producing a refractory basalt fiber reinforced composite comprising a non-halogen epoxy.
현무암 직물;
상기 현무암 직물에 함침된 에폭시 수지; 및
상기 에폭시 수지 내에 제공되고, 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석을 포함하는 난연성 첨가제를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재.
Basalt fabrics;
An epoxy resin impregnated into the basalt fabric; And
A refractory basalt fiber reinforced composite provided in said epoxy resin and comprising a flame retardant additive comprising ileum, basalt, coal ash, and talc.
제7 항에 있어서,
아민기를 포함하는 경화제를 더 포함하되,
상기 에폭시 수지의 에폭사이드 링과 상기 경화제의 아민기가 반응하여, 경화된 것을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재.
The method of claim 7, wherein
Further comprising a curing agent comprising an amine group,
Refractory basalt fiber reinforced composite material containing what hardened | cured by reacting the epoxide ring of the said epoxy resin and the amine group of the said hardening | curing agent.
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